《2026年高中必刷题高中物理必修第二册人教版》

1. [黑龙江哈尔滨六中2024高一下测试](多选)如图所示，一物体放在水平放置的木板上。现用木板托住物体在竖直平面内做匀速圆周运动，若在运动过程中物体和木板始终保持相对静止且木板保持水平，则在木板由最低点运动到最高点的过程中(AD)


A.物体先处于超重状态后处于失重状态
B.物体先处于失重状态后处于超重状态
C.物体所受木板的支持力先减小后增大
D.物体所受木板的摩擦力先增大后减小

答案： 1.AD　[解析]物体做匀速圆周运动，合力提供向心力，在最低点根据牛顿第二定律有$F_1 - mg = \frac{mv^2}{r}$，可知支持力大于重力，物体处于超重状态，在最高点根据牛顿第二定律有$mg - F_2 = \frac{mv^2}{r}$，可知支持力小于重力，物体处于失重状态，从最低点运动到最高点的过程中，支持力先大于重力，后小于重力，则物体先处于超重状态，后处于失重状态，A正确，B错误；木板由最低点运动到最高点的过程中，重力、支持力和摩擦力的合力提供向心力，向心力始终指向圆心且大小不变，木板由最低点运动到最高点的过程中，向心力的竖直分量先向上减小后向下增大，则物体所受木板的支持力逐渐减小，向心力的水平分量先增大后减小，则摩擦力先增大后减小，C错误，D 正确.
方法总结：将做圆周运动的物体受到的合力正交分解：平行速度方向的力，即切向力，改变物体速度的大小；垂直速度方向的力（指向圆心），只改变物体速度的方向，不改变速度的大小.

2. [河北沧州十校2024高一下联考]如图所示，某直升机在目标上空高度为$h$的水平面内盘旋，做匀速圆周运动，测得与目标的距离为$s$，直升机质量为$m$，巡航速度为$v$，所在地重力加速度为$g$。以下说法正确的是(D)


A.直升机做匀速圆周运动的周期为$\frac{2\pi s}{v}$
B.直升机做匀速圆周运动过程中，竖直面内受重力、升力和向心力作用
C.直升机获得的升力大小等于$mg$
D.主旋翼所在平面与水平面的夹角$\theta$满足关系式$\tan\theta=\frac{v^2}{g\sqrt{s^2 - h^2}}$

答案： 2.D　[解析]由题意，可得直升机做匀速圆周运动的半径为$r = \sqrt{s^2 - h^2}$，则周期为$T = \frac{2\pi r}{v} = \frac{2\pi\sqrt{s^2 - h^2}}{v}$，A错误；直升机做匀速圆周运动的过程中，竖直面内受重力、升力的作用，二者的合力提供直升机所需的向心力，B错误；直升机做匀速圆周运动，其获得的升力在竖直方向上的分力大小等于$mg$，水平方向的分力提供向心力，C错误；主旋翼所在平面与水平面的夹角$\theta$满足关系式$F_n\cos\theta = mg$，$F_n\sin\theta = m\frac{v^2}{r}$，其中$r = \sqrt{s^2 - h^2}$，整理有$\tan\theta = \frac{v^2}{g\sqrt{s^2 - h^2}}$，D正确.

3. [陕西咸阳实验中学2025高一下检测](多选)如图所示，放于竖直面内的光滑金属细圆环半径为$R$，质量为$m$的带孔小球穿于环上，同时有一长为$R$的细绳一端系于球上，另一端系于圆环最低点，绳能承受的最大拉力为$2mg$，重力加速度的大小为$g$，当圆环以角速度$\omega$绕竖直直径转动时，下列说法正确的是(ABD)


A.圆环角速度$\omega=\sqrt{\frac{g}{R}}$时，小球受到$2$个力的作用
B.圆环角速度$\omega=\sqrt{\frac{3g}{R}}$时，小球受到$3$个力的作用
C.圆环角速度$\omega = 2\sqrt{\frac{g}{R}}$时，细绳将断裂
D.圆环角速度$\omega＞\sqrt{\frac{6g}{R}}$时，小球受到$2$个力的作用

答案： 3.ABD
思路导引：
(1)角速度比较小时，绳子处于松弛状态，重力和支持力的合力提供向心力；
(2)角速度较大时，绳子上有拉力，拉力、重力和支持力三者的合力提供向心力；
(3)角速度增大到一定程度后，绳子断裂，重力和支持力的合力提供向心力。
[解析]若绳伸直且拉力恰好为零，由支持力和重力的合力提供向心力，圆环圆心、小球、圆环最低点组成等边三角形，则有$N_1\sin30° = mg$，$N_1\cos30° = m\omega_1^2r$，$r = R\cos30°$，联立解得$\omega_1 = \sqrt{\frac{2g}{R}}$；若绳的拉力恰好为$2mg$，有$N_2\cos30° + T_1\cos30° = m\omega_2^2r$，$N_2\sin30° = mg + T_1\sin30°$，联立解得$\omega_2 = \sqrt{\frac{6g}{R}}$。圆环角速度$\omega = \sqrt{\frac{g}{R}} ＜ \omega_1$时，绳子处于松弛状态，小球受到2个力的作用，A正确；圆环角速度$\omega = \sqrt{\frac{3g}{R}} ＞ \omega_1$时，绳子有拉力，小球受到3个力的作用，B正确；圆环角速度$\omega = 2\sqrt{\frac{g}{R}} ＜ \omega_2$时，绳子没有断，C错误；圆环角速度$\omega ＞ \sqrt{\frac{6g}{R}}$时，绳子断裂，小球受到2个力的作用，D正确.

4. [重庆十八中2025高一下期中](多选)如图甲所示，一水平放置的内表面光滑对称“V”形二面体$AB - CD - EF$，可绕其竖直中心轴$OO'$在水平面内匀速转动，其二面角为$120^{\circ}$，截面图如图乙所示。面$ABCD$和面$CDEF$的长和宽均为$L = 10cm$，$CD$距水平地面的高度为$h = 1.1m$，置于$AB$中点$P$的小物体(视为质点)恰好在$ABCD$面上没有相对滑动，取重力加速度$g = 10m/s^2$。则(BD)


A.“V”形二面体匀速转动的角速度$\omega = 5rad/s$
B.“V”形二面体匀速转动的角速度$\omega=\frac{10\sqrt{6}}{3}rad/s$
C.若“V”形二面体突然停止转动，小物体将从$A$点离开二面体
D.若“V”形二面体突然停止转动，小物体将从$AD$边离开二面体

答案：
4.BD
思路导引：
(1)二面体匀速转动时，小物体的受力分析如图甲所示；
　　　　　　　
(2)二面体停止转动后，小物体的运动情况如图乙所示。
二面体停止转动后，小物体做类平抛运动
　　　　　　
沿BA方向做匀速直线运动，垂直BA方向做匀加速直线运动
[解析]小物体恰好在ABCD面上没有相对滑动，根据受力分析可得$N\sin60° = mg$，$N\cos60° = m\omega^2L\sin60°$，联立解得$\omega = \frac{10\sqrt{6}}{3}rad/s$，故A错误，B正确；若“V”形二面体突然停止转动，小物体做类平抛运动，设小物体在二面体上运动的时间为$t$，运动的初速度大小为$v_0$，加速度大小为$a$，沿PA方向运动的距离为$\frac{L}{2}$，沿AD方向向下运动的距离为$y$，则有$\frac{L}{2} = v_0t$，$y = \frac{1}{2}at^2$，$mg\cos60° = ma$，又因为$v_0 = \omega · L\sin60° = \frac{10\sqrt{6}}{3} × 0.1 × \frac{\sqrt{3}}{2}m/s = \frac{\sqrt{2}}{2}m/s$，联立解得$y = 1.25cm ＜ L$，故小物体会从AD边离开二面体，故C错误，D正确.